李争龙

(渭南师范学院化学与生命科学学院,陕西渭南 714099)

【蓓蕾园地】

苯磺隆对斑马鱼胚胎孵化的影响

李争龙

(渭南师范学院化学与生命科学学院,陕西渭南 714099)

实验以三组不同浓度(80 mg/L、120 mg/L和160 mg/L)的苯磺隆溶液处理斑马鱼胚胎,研究苯磺隆对斑马鱼胚胎孵化情况的影响.研究发现,随着苯磺隆溶液浓度升高,斑马鱼胚胎的孵化率逐渐降低,而且胚胎发育过程随之变缓.

苯磺隆;斑马鱼胚胎;孵化率;孵化进程

苯磺隆是由美国杜邦公司研究开发的内吸传导型磺酰脲类除草剂,在国内外广泛使用.其分子式为C15H17N5O6S,分子量为385.39,化学名为2-[N-(4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基)-N-甲基氨基甲酰胺基磺酰基]苯甲酸甲酯.目前,苯磺隆是我国使用最广泛的磺酰脲类除草剂品种之一,主要用于麦田中防止阔叶杂草的生长[1],其效果良好,用量低.但苯磺隆的降解速度较为缓慢,随着苯磺隆的广泛使用,势必会对环境造成一定污染,危害生物健康.

斑马鱼原产于印度,是一种淡水观赏鱼,属鲤科.由于斑马鱼的基因与人类基因有87%的相似,且成本低,易获取,孵出3个月后便可达到性成熟,其产卵并不局限于某个特定的时期,对水质要求不高,因此被广泛应用于环境毒理学研究[2-4].另外,性成熟的斑马鱼成鱼每隔几天便可产卵一次,其产出的胚胎容易收集,发育迅速,对实验的敏感度高于成鱼,而且胚胎胎体透明便于观察[5],因此斑马鱼胚胎毒性实验已经成为传统成鱼急性毒性试验的替代手段,是生态毒理学研究的一种重要的方法[6].

本实验以斑马鱼胚胎为实验对象,研究苯磺隆对斑马鱼胚胎孵化情况的影响,进而探讨苯磺隆的生物学毒性.

1 实验材料和方法

1.1 试剂

苯磺隆,购自淄博新农基农药化工有限公司.

1.2 斑马鱼饲养及胚胎收集

成年斑马鱼购自渭南市虫鱼市场,运回实验室后,将斑马鱼饲养于大玻璃箱内,雌雄鱼分开饲养.在实验室玻璃缸内,连续充气,光周期为自然光周期,利用恒温棒保持缸内水温在26℃左右,每日喂食2次,上午9:00和下午5:00分别喂适量线虫.每天第一次喂食后约1 h换水1/3,每周清洗一次鱼缸.由于斑马鱼凌晨产卵,在实验前一天晚上按照2∶1的比例将雌雄鱼放入同一玻璃缸内,在缸底放一层纱布,以防成鱼吃掉鱼卵.用多层黑色塑料袋将鱼缸套住,避免光线照射.第二天早上取下黑色塑料袋,等0.5～1 h,雌雄鱼交配完成后,将纱布取出,用吸管收集受精卵,并用蒸馏水快速并小心清洗胚胎,去除胚胎上的异物以及死卵,洗净的鱼卵用于本次暴露试验[7].

1.3 溶液配制

称取1 g苯磺隆,放入1 L蒸馏水中,充分搅拌至完全溶解,配制成浓度为1 g/L的苯磺隆储存液.

实验前用蒸馏水稀释至80 mg/L、120 mg/L、160 mg/L的使用液.

1.4 毒性试验

实验前取80 mL三种浓度的苯磺隆溶液分别放入200 mL烧杯中,并置于26℃水浴中,保持溶液温度恒定.对照组以等体积蒸馏水代替苯磺隆溶液.每组设两个平行.

将洗净的胚胎随机分组,每组50颗.胚胎产出2.5～3 h后为囊胚期初期,将这些胚胎按组随机放入不同浓度的溶液中.每隔24 h更换一次溶液,以保持溶液浓度不变,每次更换溶液之前,记录胚胎孵化出鱼苗的个数,连续观察6 d.在暴露实验过程中,及时去除死卵,以防止影响周围的其他胚胎.

1.5 数据分析

结果取两组平行实验的平均值.胚胎孵化率计算公式如下:

2 实验结果

2.1 斑马鱼胚胎在苯磺隆溶液中的孵化情况

以不同浓度苯磺隆溶液处理斑马鱼胚胎后,其孵化情况见表1所示.

表1 不同浓度苯磺隆溶液中斑马鱼胚胎的孵化情况

2.2 苯磺隆对斑马鱼胚胎孵化率的影响

从图1可以看出,苯磺隆处理可以显著降低斑马鱼胚胎的孵化率,而且随着浓度升高,胚胎孵化率逐步降低.对照组、80 mg/L、120 mg/L和160 mg/L处理组的胚胎孵化率分别为45%、25%、22%和14%.

图1 苯磺隆处理对斑马鱼胚胎孵化率的影响

图2 苯磺隆处理对斑马鱼胚胎孵化进程的影响

2.3 苯磺隆对斑马鱼胚胎孵化进程的影响

本实验用三个指标来分析斑马鱼胚胎孵化进程,即胚胎开始孵化时间、集中孵化时间和孵化完毕时间,其中胚胎开始孵化时间指最早观察到胚胎孵化的时间,集中孵化时间指孵化鱼苗数最多的时间,孵化完毕时间指最后观察到胚胎孵化的时间.

从图2可以看出,对照组和处理组的胚胎都从第3 d开始孵化,而且全部在6 d内孵化完毕.但是,不同处理组的集中孵化时间有所不同,对照组和80 mg/L、120mg/L处理组胚胎的集中孵化时间为第3 d,而160 mg/L苯磺隆处理组的集中孵化时间为第4 d,表明高浓度苯磺隆可以延缓斑马鱼胚胎的发育进程.

3 结语

苯磺隆对麦田阔叶杂草的生长抑制效果十分良好,且用量低,对生物的毒性作用较低,因而近年来被国内外广泛使用.由于苯磺隆的降解速度较为缓慢,降解半衰期1～2个月,残留较高,随着雨水浇淋、土壤的渗透作用,势必会对环境造成污染,通过食物链危害生物的健康.然而,苯磺隆作为新型的高效除草剂,其毒理学研究还十分有限.

本实验利用斑马鱼胚胎对苯磺隆毒理学效应进行了初步研究.结果表明,不同浓度的苯磺隆溶液均可降低斑马鱼胚胎孵化率,而且其影响表现出明显的剂量依赖效应,即苯磺隆浓度越高,斑马鱼胚胎孵化率越低.实验还发现,三种处理组中胚胎开始孵化时间和孵化完毕时间均相同,而且低浓度苯磺隆对斑马鱼胚胎集中孵化时间也没有影响,这些结果再次证明了苯磺隆的毒性作用较低[2-4].然而,随着浓度升高,胚胎集中孵化时间会推迟,表明高浓度苯磺隆可延缓斑马鱼胚胎发育进程,但关于其对胚胎发育过程中的组织损伤、畸形等还需要进一步研究,以深入认识苯磺隆的毒理学效应.

(指导教师 王志平)

[1]韩新才,李晶.麦田高效除草剂苯磺隆使用技术[J].农药科学与管理,2005,26(4):22-24.

[2]徐立利,徐永学,闫艳春.斑马鱼及其胚胎在毒理学研究中的应用[J].生物技术通报,2010,(11):35-39.

[3]耽波,曹顶臣,孙效文,等.斑马鱼—新型的实验动物[J].水产学杂志,2006,19(2):105-108.

[4]全珊珊,吴新荣.斑马鱼,人类疾病研究的理想模式动物[J].生命的化学,2008,28(3):260-263.

[5]王佳佳,徐超,屠云杰,等.斑马鱼及其胚胎在毒理学中的实验研究与应用进展[J].生态毒理学报,2007,2(2):123-135.

[6]Zhu L,Shi S.Utilization of embryo development technique of Brachydanio rerio to evaluating toxicity on various chemical[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2002,13(2):252-254.

[7]陈中智,朱琳,姚琨,等.Ca2+与Pb2+相互作用对斑马鱼胚胎毒性效应的影响[J].环境科学,2009,30(4):1205-1209.

[8]周炳,赵美蓉,黄海凤.4种农药对斑马鱼胚胎的毒理研究[J].浙江工业大学学报,2008,36(2):136-140.

【责任编辑 曹 静】

Influence of Tribenuron-methyl on the Hatching of Zebrafish Embryos

LIZheng-long
(School of Chemistry and Life science,Weinan Normal University,Weinan 714099,China)

In this experiment,zebrafish embryos were treated with different concentration of tribenuron-methyl solution (80 mg/L,120 mg/L and 160 mg/L),and the influence of tribenuron-methyl on the hatching of zebrafish embryoswas studied.It was shown that tribenuron-methyl challenge reduced the hatching rate of zebrafish embryos and delayed the development process of zebrafish embryos.

tribenuron-methyl;zebrafish embryos;hatching rate;hatching process

S859.83

A

1009-5128(2014)03-0089-03

2013-09-16

国家级大学生创新创业计划项目:斑马鱼母体免疫对子代抗感染力的影响(201210723004);渭南师范学院大学生创新创业计划项目:斑马鱼母体免疫对母源性溶菌酶传递和功能的影响(12XK065)

李争龙(1989—),男,陕西商洛人,渭南师范学院化学与生命科学学院2010级生物科学专业本科生.